焼成りン肥施用畑土壌のリン酸の形態
吉川 義−ヽ･山崎 まほ・吉田(農学部土壌学･肥料学研究室)
薫
Phosphorus Status of the Upland Field Soils Treated
with
Calcined Phosphate
Giichi YosHiKAWA, Maho Yamasaki, and Kaoru YOSHIDA
ｈａｂｏｒａｉｏｉ･ｙ ｏｆ Ｓｏｉｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｐｌａｎt Ｎｕtｒitｉｏｎ, Ｆａｃ ｢りｏｆ Ａｇｒic ｢￡1ぽｅ
Abstract : The status of phosphorus in the upland field soils which received 13 years continuous application of calcined phosphate with or without compost was studied. The predominant form of phosphorus in the soils was inorganic phosphorus. The relative abunda-nee of the fractions of inorganic phosphorus in the soils was in the order of calcium-bound DhosDhorus !^ aluminium-bound phoSphorｕS＞irｏｎ･bound phosphorus. It was suggested that the greater part of phosphorus derived from applied calcined phosphate accumulated in the soils as available phosphorus to crops and aluminium･bound form. Compost application was found to increase the content of organic phosphorus in soil. However, the total carbon : organic phosphorus ratios of the soils were about 100 regardless of the application of compost.
緒 言
土壌に施用された肥料リン酸の一部は作物に吸収，利用されるが，大部分は土壌に残留し，蓄積
される。本研究は，堆肥施用と無施用の条件で焼成りン肥を連用しておこなわれた栽培試験地の土
壌について，リン酸の形態分析をおこない，これらの土壌に蓄積されたリン酸の形態について検討
したものである。
供 試 土 壌 片岡ら1’が，南国市物部，高知大学農学部付属農場内で，13年間継続しておこなった「有機質導 入による地力保全対策に関する試験」の，試験地内より採取した下記土壌の風乾細土を供試した。 原土壌（土壌番号 １） 試験開始前(1960年）に試験予定地＊で採取した。 ･＊ 旧海軍飛行場用埋立地 草生土壌（土壌番号 ２） 試験地内の，作物を栽培せずにそのまま放置された地点で，試験 終了２年後(1975年）に採取した６ 堆肥施用土壌−１＊（土壌番号 3−1） 下記のような設計で, 1960年冬作より出発して13 年継続の栽培試験をおこない，試験終了後(1973年）に採取した。 冬作（ノヽダカ麦西海16号） 10aあたり施肥量；堆肥3,000 kg, N 15 kg （塩化アンモニア）， P205 15 kg （焼成りン肥），K20 22.5 kg （塩化カリ），全量基肥 夏作（サツマイモ農林１号） 10aあたり施肥量；堆肥3,000 kg, N 9 kg (塩化アンモニア）， P205 7.5 kg （焼成りン肥），K20 22.5 kg （塩化カリ），全量基肥 ＊ Ｃ２Ｆ区1）跡土壌 堆肥施用土壌−２（土壌番号3−2） 上記の栽培試験区跡で，試験終了２年後(1975年）に採46 高知大学学術研究報告 第27巻 農 学
__
取した。試験終了から土壌採取時までそのまま放置され，作物栽培はおこなわれていない。
堆肥施用土壌−３（土壌番号3−3） 3−1を採取した試験区と堆肥施用量は同じであるか，
化学肥料施用量を半
とした試験区＊で，試験終了後(1973年）に採取した。
*
Qf区1） i
無堆肥土壌（土壌番号 4） 3−1を採取した試験区と化学肥料施用丘tは同じであるが，堆肥
は施用しない試験区＊で，試験終了後(1973年）に採取した。
*
CoF区1）
供試土壌の一般的性質はTable
l. にしめすとおりである。なお，分析法は次のとおりである。
土性 国際土壌学会法，全炭素 Tyulin法,
PH 水懸濁液（1
:2.5)についてガラス電極法，
酸度 Kappen法，交換性（Ｃａ十Ｍｇ） Ｎ塩化カリ浸出液についてＥＤＴＡ法
Soil No. - １ ２ ３−１ ３−２ ３−３ ４ Soil texture Ｌ Ｌ Ｌ Ｌ Ｌ Ｌ Ｓ Ｓ Ｓ Ｓ Ｓ ＳTable 1. Ｇｅｎｅｒal ｐｒｏｐｅｒtieｓof tＪｉｅｓoilｓ ｕｓｅｄ
Total Acidity y1 0.85 1.14 1.57 1.65 1.48 1.00 PH -5.9 5.8 5.5 5.5 C O V 0 L O ' ^ f * Exchange Hydrolytic ３ ３ ３ ５ ３ ９ Ｉ Ｉ 争 一 一 Ｉ ０ ０ ０ ０ ０ ０ Exchangeable (Ｃａ十Mg) meq/lOOg 11.3 11.5 20.8 18.1 18.6 18.8 ９ ７ｌ ｌ ０ ４ ・ 一 ６ ６ 6.1 4.8 実 験 法 １．全リン酸，無機態リン酸，および有機態リン酸の定量 全リン酸 土壌１ｇを550°Ｃで１ｈ焼き，有機物を分解した後, 0.5N硫酸100 ml を用い て250 mlのポリェチレン製細ロビンに移し，５ｈ振トウ＊後，浸出されたリソ酸を硫酸・モリブ デンブルー法で定量し，「全リン酸」とした＊＊。 無機態リン酸 土壌１ｇを250 m1･のポリェチレン製細ロビンにとり, 0.5N硫酸100 m1 を添加し，５ｈ振トウ＊した。浸出されたリン酸を硫酸・モリブデシブルー法で定量し，「無機態 リッ酸」とした。 ， 有機態リン酸 全リン酸と無機態リン酸の差を「有機態リソ酸」とした。 ＊ 振幅７ cm, 155往復/min ＊＊ 厳密にはリン酸全・をしめすものではないか，本法で定ｍされるリン酸を「仝リン酸」とした。
２．無機態リン酸の分別定量
Chang-Jackson法2’と江川・関谷法3Jに準拠して，無機態リン酸をカルシウム結合型（LCa−Ｐ），
アルミニウム結合型(Al-P)
,鉄結合型（Ｆｅ−Ｐ）に分別定丘kした。 25°Ｃの浸出液を使用し，振
トウはさ5･Ｃ定温，振幅7
cm
， 155往復/ minとした。
0
Chang ・ Jackson 法
Ｎ塩化アンモニウム可溶性リソ酸 Ｎ塩化アンモニウム100
m1 を 250 ml のポリエチレン
製細ロビンにとり，土壌１ｇを添加し，30
min
振トウした。小型漏斗を用いて吸引濾過し，濾液
焼成りン肥施用畑土壌のリン酸の形態（吉川山崎･吉田） 47
についてリン酸を塩酸・モリブデンブルー法で定量し，下記のＣａ−Ｐ定量値に加えた＊。
＊ 原法では本浸出液は捨てることになっているが，無視できない￡1のリン酸を含む場合かある。
Al-P 濾紙上の土壌を0.5Nフッ化アンモニウム（pH
7.0）100 m1 を用いてもとの容器に
もどし，１ｈ振トウした。小型漏斗を用いて吸引濾過し，土壌ならびに容器を少量の0.5Nフッ
化アンモニウムで洗浄した。濾液と洗液を合わせて定容とした後，リン酸を塩酸・モリブデンブル
ー法＊で定量した。
＊ ホウ酸でフッ素イオンの影響を除いた。
Fe-P 濾紙上の土壌と容器を塩化ナトリウム飽和溶液で洗浄した後，土壌をO.IN水酸化
ナトリウム 100 m1 を用いてもとの容器にもどし，!ﾌｈ振トウした。小型漏斗を用いて吸引濾過
し，少量のO.IN水酸化ナトリウムで土壌ならびに容器を洗浄した。濾液と洗液を合わせて定容
とした後，リン酸を硫酸・モリブデンブルー法＊で定量した。
＊ 予め活性炭処理をおこなった。
Ca-P 濾紙上の土壌と容器を塩化ナトリウム飽和溶液で洗浄した後，土壌を0.5N硫酸100
m1を用いてもとの容器にもどし，１ｈ振トウした。吸引濾過し，少量の0
5N硫酸で土壌ならび
に容器を洗浄した。濾液と洗液を合わせて定容とした後，リン酸を硫酸・モリブデンブルー法で定
量した。
2）江川・関谷法
Ca-P 2.5%酢酸100
ml を250
m1 のポリェチレン製細ロビンにとり，土壌１ｇを添加し，
２ｈ振トウした。小型漏斗を用いて吸引濾過後，土壌と容器をＮ塩化アンモニウム計100
nil で洗
浄した。濾液と洗液を合わせ定容とした後，リン酸を塩酸・モリブデンブルー法で定量した。
Al-P 濾紙上の土壌･と容器を塩化ナトリウム飽和溶液で洗浄した後，土壌をＮフッ化アンモ
ニウム（pHフ｡0）100
ml を用いてもとの容器にもどし，１ｈ振トウした。小型漏斗を用いて吸引
濾過後，土壌と容器を少量のＮフッ化アンモニウムで洗浄した。濾液と洗液を合わせて定容とした
後，リン酸を塩酸・モリブデンブルー法＊で定量した。
＊ ホウ酸でフッ素イオンの影響を除いた。
Fe-P 濾紙上の土壌ならびに容器を塩化ナトリウム飽和溶液で洗浄後，土壌を0
IN水酸
化ナトリウム100
ml を用いてもとの容器にもどし,
17h振トウした。吸引直過し，少量のO.IN
水酸化ナトリウムで土壌ならびに容器を洗浄した。濾液と洗液を合わせて定容とした後。リン酸を
硫酸・モリブデゾブルー法＊で定量した。
＊ 予め活性炭処理をおこなった。
３．可給態リン酸の定量 可給態リソ酸の定量法には多くの方法があるが，本研究では，作物による吸収と高い相関をもつ ことか認められている4’ Bray ら5’の第一法(Bray-l)および第二法（Ｂrａｙ−2）に準拠して，次 のようにおこ･なった。 25°ＣのBrayの第一液(Bray-1用）あるいは第二液(Bray-2用）＊100 ml を250 ml のポ リェチレン製細ロビンにとり，土壌２ｇを添加し，直ちに60 sｅｃ振トウ（振幅7cm, 155往復/ min)した。吸引濾過し，濾液のリン酸を塩酸・モリブデソブルー法＊＊で定量した。 ＊ 第一液 0.025N塩酸中にプッ化アンモニウムを0.0300Nの濃度に含む液，第二液 0.100N塩酸中 にフッ化アンモニウムを0.0300Nの濃度に含む液; 両液の調製にあたっては特級フッ化アンモニウム ・を使用し，便宜上アンモニア態窒素について所定濃度とした。 ＊＊ ホウ酸でフッ素イオンの影響を除いた。48
高知大学学術研究報告 第27巻 農 学
実 験 結 果
１．全リン酸，無機態リン酸，および有機態リン酸 各土壌の全リン酸，無機態リン酸，および有機態リン酸を定量した結果はTable 2， に，全炭素 ：有機態リン比，有機態窒素：有機態リン比を計算した結果はTable 3. にしめすとおりである。。 なお，この計算に必要な全炭素含量はTable l. にしめしたTyulin法による分析値を用い，有機 態窒素含ｍは，濃硫酸分解一水蒸気蒸留法による全窒素分析値とBremner法6）による無機態窒素 分析値の差より求めた。 全リン酸と無機態リン酸の含量については，3−1，3−2＞4＞3−3≫1，2の関係かあり，栽培試 験区跡土壌（堆肥施用土壌，無堆肥土壌）においては，施用した焼成りン肥あるいは焼成りン肥と 堆肥に由来すると考えられるリン酸，特に無機態リン酸が著しく蓄積されていることか認められ る。 各土壌の有機態リン酸含丘tは全リン酸含ｍの10∼20％を占めるにすぎないが，土壌間では3-1, 3-2, 3-3>l, 2, 4の関係かおり，堆肥施用土壌において高く，堆肥施用の影響か認められる。 各土壌の全炭素：有機態リン比は100前後，有機態リン：有機態窒素比は10前後で，土壌による 著しいちがいは認められない。堆肥施用土壌における有機態リソ酸の含量は，腐植含量の増大にと もなって増大したとみることかできる。Tab＼ｅ 2. Ｃ。，11・Ｉtｓof tｏｔal. ｉｎｏｒｇａｎｉｃａｕｄ ｏｒｇａｔｉｉｃｔＪｉｐＳｔｈＯＴＭＳｉｎ ｓoilｓ
Soil No. - 1 2 ３−１ ３ ３ −２ −３ ４ Soil No. - ･１ ２ ３−１ ３−２ ３−３ ４
P205 mg per lOOg of air-dried soil Total phosphorus ９ ｎ ｏ １ ０ ２ ３ ９ ６ １ １ ２ ２ 235 244 Inorganic phosphorus 108 Ｏ n ^ Ｈ n < = ≫ l L O O > J C > Ｏ Ｊ １ ２ ２ ２ ２ Organic phosphorus - 21 28 38 ９ ２ ４ ３ ３ ２
Percentage of total phosphorus Inorganic Organic phosphorus phosphorus ４ ０ ７ ５ ６ ０ ８ ８ ８ ８ ８ ９
Table ３．７ぴtal carbo刀.･ ｏｒｇａｎｉｃ ｉ＞lioｓl）hoｒiiｓ ｒａtｔ･ＯＳ ａｎｄ ｏｒｇａｎｉｃ ・1￡ｒｏｇｅｎ
ｏｒｇａｎｉｃ ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ ｒａtioｓ of ｓoilｓ - Total Organic Organic carbon nitrogen phosphorus 853 1139 1570 1650 1477 1002 ＊ Air-dried soil ６ ５ ２ ９ ６ １ ７ １ ６ ５ ５ １ １ １ １ １ １ 9.1 12.4 16.7 16.9 14.0 10.3 ４ ２ ４ ８ ６ ７ ９ ９ ９ ９ ０ ９ １ ４ ３ ７ ４ １ ８ ・ − 一 一 ︱ 一 ８ ９ ９ ９ １ ０ − ︱ ６ ０ １ ２ 1 3 1 5 1 4 1 0 11.2 ９ ７ ４ 一 一 一 ９ ９ ０ １ ｒＤ Ｏ ｏ／ Ｑ／
， 焼成りン肥施用畑土埃のリン酸の形態（吉川･山崎･吉田） 49
2.無機態リン酸の形態
各土壌の無機態リン酸を分別定量した結果はTable 4. にしめすとおりである。 Chang ・ Jack-sｏｎ法と江川・関谷法で定量ｲ直は異なるが，次のような点を指摘することができる。 原土壌と草生土壌においてはＣａ−Ｐ力で，栽培試験区跡土壌（堆肥施用土壌と無堆肥土壌）にお いてはＣａ−ＰとＡ１−Ｐが，無機態リン酸の主要な形態である。形態別にみると，栽培試験地跡 土壌は原土壌あるいは草生土壌と比べ，いずれの含量も高いか，特にAl-Pの含量か高い。栽培 試験区土壌において施肥に基づいて蓄積された無機態リン酸の大部分はヽＡトＰであると考えられ る。
Soil
No.
- 1
2
3−1
３ ３ ４ ２ ３Tabχe 4. ＣｏｎtｅｎtｓｏｆＣａ−Ｐ, Ａ￡一Ｐ，ａｎｄＦｅ−P i71 ｓoilｓ
Ｐ，Ｏ５ ｍｇ Ｊ>ｅｒｌＯＯｇｏｆａｉｒ-ｄｒｉｅｄｓoil
Chang-Jakson method Egawa-Sekiya method
Cａ一Ｐ Al-P Fe-P ８ ７ ９ ６ 4 ０ ０ 7 ８ １ ０ ８ ７ １ １ Sum ６ ６ １ ９ ６ １ Ｏ Ｏ t ? ︱ t o Ｏ Ｏ １ ３ ４ ９ ０ ３ １ ２ ７ ０ ４ １ ３ 36 31 38 221 170 197 Cａ一Ｐ ＡＩ一Ｐ Ｆｅ一Ｐ 56 11 9 45 81 72 Ｏ り 乙 ７ ７ 13 82 ２ ８ ０ ７ ｕ -i c -^ ８ Ｃ Ｏ L O ｃ ｒ ^ １ ２ １ 16 Sum L O C -. ^ H 7 V O Ｏ Ｏ ︱ 169 147 158
3.可給態リン酸
Table
5.は各土壌の可給態リン酸の含量をしめしたものである。堆肥施用土壌と無堆肥土壌の
可給態リン酸含量は，原土壌，草生土壌と比べて著しく高く，栽培試験区跡土壌においては，可給
態リン酸か著しく蓄積されていることか認められる。
Soil
- 1
2
TａＷｅ ５. Ａｖａｉｌａｂｌｅ ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ ｃｏｎtｅｎtｓ i71 ｓoilｓ Ｐ２０５ ｍｇ ｐｅｒ ｌＯＯｇ ｏｆ ａｉｒ-ｄｒｉｅｄ ｓｏil N０. ３−１ ３ ３ ４ ２ ３ Bray―1 ７ 4 c ノ 3 ８ ７ １ ６ ６ ５ ６ Bray-2 - 25 17 119 91 74 96考 察
Table 6. は，各栽培試験区において試験期間（13年間）に施用された焼成りン肥の総量と，そ
の間に蓄積された全リン酸ならびに無機態リン酸の量９関係をしめしたものである。 なお，焼成
50
高知大学学術研究報告 第27巻・ 農 学
1５ cm あるいは20 cm）として土壌lOOgあたりに換算し，蓄積されたリン酸量は，各栽培試験 区跡土壌（Ｃ２Ｆ区 堆肥施用土壌-1, Qf区堆肥施用土壌-3, CoF区 無堆肥土壌）と原土壌 の含 差より求めた。 Table 7. は，同様にして，13年間の栽培あるいは施肥によって蓄積された 一 可給態リン酸量と形態別無機態リン酸量を計算した結果゛ｔある。 堆肥施用の有無にかかわらず，土壌に蓄積されるリン酸の主体は無機態リン酸であり，その大部 分が可給性の高い状態で存在することか認められる。土壌に蓄積される無機態リン酸は, CoF区 においては，ほとんどすべてが焼成りソ肥に由来すると考えられるが, QF区とC2f区において は，焼成りン肥に由来するもののほかに，堆肥に由来するものがかなりあることが示唆される。無 機態リン酸を形態別でみると, Al-Pの形での蓄積量が最も大きい。Table 1.からうかがわれる ように，試験区土壌の酸性化は著しくない。このような反応条件で蓄積されるリン酸の主な形態が ＡＩ−Ｐであることに注意する必要がある。このAl-Pは，おそらく表面化合物あるいは吸着リソ 酸的な形で，可給性の高い状態で土壌に保持されていると考えられる。 ‘土壌にリン酸が著しく蓄積されたことは，肥料のリン酸の作物による利用率か低かったことをし めすものであるか，作物に利用されなかったリン酸は無効化するのではなく，可給性の高い状態で 土壌に蓄積され，土壌のリン酸肥沃度増進の重要な因子となると考えられる。Tablｅ 6. Ｒｅｌａtｉｏｎｂｅtｘｖｅｅｎtｈｅａｍｏｕｎt ｏｆｃａｌｃｉｎｅｄがloｓｆhatｅ ａｐｐｌｉｅｄａｎｄ ｔｈｅ ｉｎｃｒｅａｓｅｔｎ ｓoil phoｓｐｈｏｒｕｓｃｏｎtｅｎtａμｅｒ １３ ｙｅａｒｓｃｒｏpｐiｎｇ
Eｘｐ･ plot*
C,F C,f CoF
Calcined phosphate applied for 13 years
P205 kg per 10ａ C O v i a C O ９ ４ ９ ２ １ ２ P205 mg per lOOg本字 A＊＊＊ -195 98 195 Ｂ＊布＊ 47 74 １ 147
Increase in phosphorus content
P205
mg per lOOg**
一一
Total Inorganic
２ ６ ５ ６ ０ １ １ １ １ 145 95 112 ＊ Kataoka, I. et ali> ＊＊ Air-dried soil＊＊＊ Calculated on the assumption that the weight of soil per 10a is 150 tons （Ａ）ｏr 200 tons （Ｂ）.
Table ｌ． Ａ。ｔｏｕｎtｓof ｖａｒioｕｓｆｏｒｍｓ ｏ∫(>ｈｏｓf>ｌｉｏｒｕｓａｃｃｕｍｕla￡ｅｄｉｎ ｓoilｓ ｄｕｒｉｎｇ１３ ｙｅａｒｓｃｒｏｐｐｉｎｇ Ｐ，Ｏ= ｒｎｇｐｅｒｌＯＯｇ ｏｆ aiｒ-ｄｒｉｅｄｓｏil Ex p. plot* -CjF C,f CnF
Available phosphorus
Bray-1 Bray-2
u -i L i -i < = > ７ ４ ６ ３ ８ １ ９ ４ ７ Chang-Jackson method Ｃａ一Ｐ ＡＩ一Ｐ Ｆｅ一P Sum 41 75 27 143 ６ ０ 50 24 75 31 79 106 Egawa-Sekiya method - -Ｃａ一ＰAl-P Ｆｅ一P Sum 25 71 9 106 ４ ６ １ １ ７ ９ ４ ５ 1 0 7 71 83＊ Kataoka,
I. et al"
゛要 約
堆肥施用と無施用の条件で焼成りン肥を連用しておこなわれた栽培試験地の土壌について，全リ
ン酸，無機態リン酸，有機態リン酸，可給態リン酸(Bray法）の定量，無機態リン酸の分別定量
Ｊ成りン肥施用畑土壌のリン酸の形態（吉川･山崎･吉田） 51
(Chang ・ Jackson法および江川・関谷法）などをおこない，施肥に基づいて蓄積されたリン酸
の量と形態について検討し，次の結果をえた。
1）堆肥施用の有無に関係なく，土壌に蓄積されたリン酸の主体は無機態リン酸であり，大部分
はアルミニウム結合型リン酸である。
2）蓄積されたリン酸の大部分は可給性の高い状態で存在する。
3）堆肥施用の土壌で蓄積された無機態リン酸は，焼成りン肥と堆肥リン酸の両者に由来すると
考えられる。
4）堆肥施用の土壌において，量的には少ないが，有機態リン酸が蓄積されている。
謝 辞 供試試験地土壌は，試験を実施された本学農学部応用分析化学研究室 片岡一郎教
授，同 北村哲朗助手，農学部付属農場 福川進 助教授より提供されたものである。記して感
謝の意を表わす。
文 Ｉ献 1）片岡一郎・福川 進・吉松直子・北村哲朗・山本重巳，有機質導入による地力保全対策に関する試験，高 知大研報（農学), 23, 33-41 (1974).2) Chang, S. C. and Jackson, M. L. Fractionation of soil phosphorus, Soil Sci., 84, 133-144 (1957).
3）土壌養分測定法委員会編，土壌養分分析法, p. 238-239, 21賢堂(1971).
4）庄子貞雄・三宅正紀・竹内 豊，各種の可給態土壌燐酸定量法の比較 第2｀報 各種の可給態燐酸定量法 による結果とA-valueの相関について，北海道農試彙報, 84, 32-39 (1964).
5) Bray, R. H. and Kurtz, L. T., Determination of total, organic, and available forms of phosphorus in soils, Soil Sci･， 59, 39-45 (1945).
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(昭和53年７月28日受理) (昭和53年12月20日発行)
